Sisteme de Operare

Sisteme de operare

1. Definitii, componente, clasificari

Sistemul de operare reprezinta ansamblul de programe care asigura utilizarea optima a resurselor fizice si logice ale unui sistem de calcul. El are rolul de a gestiona functionarea componentelor hardware ale sistemului de calcul, de a coordona si controla executia programelor si de a permite comunicarea utilizatorului cu sistemul de calcul. Folosirea hardware-ului unui sistem de calcul ar fi dificila si ineficienta în lipsa unui sistem de operare. Pe scurt, sistemul de operare este componenta software care coordoneaza si supravegheaza întreaga activitate a sistemului de calcul si asigura comunicarea utilizatorului cu sistemul de calcul.

Din punctul de vedere al interactiunii cu componentele hardware ale sistemului de calcul si dupa modul de implementare a software-ului, sistemul de operare este organizat pe doua niveluri:

a. nivelul fizic include componenta firmware a sistemului de calcul; acest nivel ofera servicii privind lucrul cu componentele hardware ale sistemului de calcul si cuprinde acele elemente care depind de structura hardware a sistemului. Tot în nivelul fizic sunt incluse programe a caror executie este indispensabila, de exemplu programul care lanseaza încarcarea automata a sistemului de operare, la pornirea calculatorului.

La acest nivel, comunicarea cu sistemul de calcul se realizeaza prin intermediul sistemului de întreruperi, prin care se semnaleaza anumite evenimente aparute în sistem; la aparitia unei întreruperi, controlul este dat unor rutine de pe nivelul urmator al sistemului de operare;

Exemplu : la sistemele de calcul compatibile PC, componenta sistemului de operare de pe nivelul fizic este componenta ROM-BIOS. Aceasta include programe grupate dupa functia lor în :

- programele care se executa la pornirea sistemului de calcul : programul POST (Power-On Self-Test), care verifica starea de functionare a sistemului de calcul si programele de initializare a activitatii sistemului (rutina de încarcare a primului sector al discului sistem) ;

- rutinele care fac posibila utilizarea componentelor fizice ale sistemului de calcul, rutine numite drivere fizice ; ele ofera servicii pentru lucrul cu configuratia hardware standard a sistemului de calcul : consola, tastatura, imprimanta, perifericele standard si ceasul sistemului. Avantajul acestei solutii este ca asigura independenta software-ului de pe nivelul logic fata de caracteristicile constructive ale componentelor hardware de baza, ele fiind tratate unitar, prin intermediul driverelor.

b. nivelul logic include partea de programe a sistemului de operare si ofera utilizatorului mijloacele prin care poate exploata sistemul de calcul; comunicarea utilizatorului cu sistemul de calcul se realizeaza prin comenzi adresate sistemului de operare sau prin intermediul instructiunilor programelor pe care le executa; invers, comunicarea se realizeaza prin intermediul mesajelor transmise de sistemul de operare catre utilizator.

Din punct de vedere functional, programele sistemului de operare se împart în doua categorii :

a. Componenta de comanda si control, care cuprinde programe ce au rolul de a asigura utilizarea eficienta a resurselor sistemului de calcul.

b. Componenta de servicii, care cuprinde programe destinate minimizarii efortului uman implicat de utilizarea sistemului de calcul.

1.1. Resursele unui sistem de calcul; gestionarea resurselor

Pentru a executa un program, într-un sistem de calcul secvential cu program memorat, este necesara încarcarea acestui program în memoria interna a sistemului de calcul. Sub controlul unitatii centrale de prelucrare (UCP) sunt executate, secvential, instructiunile programului. Executarea unei instructiuni program poate presupune:

- alocarea unitatii aritmetico-logice (UAL), pentru efectuarea de operatii aritmetice sau logice asupra datelor prelucrate de program;

- alocarea unui dispozitiv periferic, pentru realizarea unui schimb de informatii între acesta si memoria interna afectata programului;

- alocarea de spatiu în memoria externa a sistem de calcul, pentru stocarea informatiilor manevrate de program;

- accesarea unei anumite structuri de date (de exemplu un fisier din memoria externa);